【導讀】我們的運放系列已經取得了擴充,而且相對于電源電流的速度指標達到了業界領先水平。LTC®6258 / LTC6259 / LTC6260 系列 (單、雙、四路) 可在 20μA 的超低電源電流情況下提供 1.3MHz 增益帶寬,并具 有 400μV 的最大失調電壓以及軌至軌輸入和輸出。
結合一個 1.8V 至 5.25V 電源,這些運放可實現要求 在低功率和低電壓條件下以合理成本提供不打折扣之性能的應用。
實用正弦波
人們并不指望采用一個 5V 低功率運放來產生一個具 –100dBc 失真的正弦波。雖然如此,采用 LTC6258 的帶通濾波器仍然能夠與一個易用型低功率振蕩器相 組合,以在低成本、低電壓和極低功耗的情況下產生 正弦波。
有源濾波器
圖 1 所示的帶通濾波器是 AC 耦合至一個輸入。因 此,LTC6258 輸入并沒有給前一個電路級施加負擔來生成一個特定的絕對共模電壓。一個由 RA1 和 RA2 構成的簡單電阻分壓器負責為 LTC6258 帶通濾波器提 供偏置。把運放輸入規定在一個固定的電壓有助于減 小可能由于共模的移動而出現的失真。
圖 1:10kHz 帶通濾波器
該濾波器的中心頻率為 10kHz。確切的電阻和電容值 可以向上或向下微調,這取決于最重要的是實現最低 的電阻噪聲還是最小的總電源電流。該實施方案通過 減小反饋環路中的電流以為低功耗實現優化。電容器 C2 和 C3 最初為 4.7nF 或更高,并采用較低的電阻器 阻值。最后,為實現較低的功耗采用了 1nF 電容器和 較高阻值的電阻器。
除了功耗之外,反饋阻抗第二個同樣重要的方面是運 放軌至軌輸出級的負載。較重的負載 (例如:介于 1K 和 10K 之間的阻抗) 顯著地降低開環增益,這反過來 又影響著帶通濾波器的準確度。產品手冊建議把 AVOL 降低 5 倍 (阻抗從 100kΩ 至 10kΩ)。采用較低的 C2 和C3 可能是可行的,但是這樣 R6 會變得更大,從而在輸出端上引起更大的噪聲。
該帶通濾波器的目標 Q 值是適中的,大約為 3。一個 適中的 Q 值 (而不是高 Q 值) 允許使用準確度為 5% 的電容器。較高的 Q 值將要求使用更準確的電容器, 而且非常有可能需要高于采用反饋阻抗負載可提供的 開環增益 (在 10kHz)。當然,與較高的 Q 值相比,適 中的 Q 值所產生的諧波衰減幅度會較小。
圖 2:帶通濾波器增益 / 相位與頻率的關系曲線
圖 3:采用 LTC6906 TimerBlox® 輸入的 10kHz 振蕩器電路
增設振蕩器
通過把一個方波驅動至帶通濾波器中可獲得一個低功 率正弦波發生器。在圖 3 示出了一個完整的電路原理 圖。LTC6906 微功率電阻器設定的振蕩器可容易地配 置為一個 10kHz 方波,并能驅動帶通濾波器輸入電 阻器中相對溫和的負載。LTC6906 在 10kHz 時的電源 電流為 32.4μA。
圖 4 示出了 LTC6906 輸出和帶通濾波器輸出。正弦 波的 HD2 為 –46.1dBc,HD3 為 –32.6dBc。輸出為 1.34VP-P 至 1.44VP-P,具有由于有限的運放開環增益(在 10kHz) 引起輕微變化的精確電平。當采用一個 3V電源軌時,總的電流消耗低于 55μA。
圖 4:電壓波形振蕩器和濾波器輸出
圖 5:采用一個穩壓電源的振蕩器和濾波器
其他增強功能
圖 5 示出了可任選的增強功能。一個低功率基準利用 了 LTC6906 和 LTC6258 的能力以在非常低的電源工 作。該基準從一個電池輸入提供 2.5V。固定的 2.5V 電源可在輸入電壓變化的情況下穩定輸出電壓擺幅。 此外,更低的濾波器電容值和較高的電阻進一步減小 了 LTC6258 的負載,從而可降低功耗并改善濾波器 的準確度。
結論
LTC6258 / LTC6259 / LTC6260 系列 (單、雙、四路) 可在 20μA 的低電源電流下提供 1.3MHz 增益帶寬，并具有 400μV 的最大失調電壓以及軌至軌輸入和輸出。結合 1.8V 至 5.25V 電源，這些運放可實現要求在低功率和低電壓條件下以低成本提供卓越性能的應用。
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